(57)【要約】【課題】移動プローバによる基板テストは、配線の状況や部品外形等が多様であり、これらを考慮して必要な検出率を確保した上で、最小限のテストデータを得ることが課題となっていた。【解決手段】基板の設計データから抽出した、結線情報、部品情報、レジスト情報などから、基板テストデータを作成する。特にプローブ不可ポイントについてスルーホールを含めた代理プローブポイントを選択する手段や、またショート故障テストでは測定候補のうち最短のポイントのみを選択する手段や、またアナログ部品の結線情報から部品特性の期待値を自動算出する手段などを有することで、テストデータ作成工数の低減や、テスト品質を下げずにテストデータ量を削減する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子回路部品を搭載した基板上の座標データからなる複数の測定ポイントと判定値を入力し、移動する複数のプローブピンで前記測定ポイントを１つずつ逐次測定し、配線パタンの短絡故障、断線故障、搭載部品の電気的な不良を検出する移動プローバを用いた基板のテストにおいて、
テスト対象の基板情報と外部制御情報とを用い、前記基板情報は、基板面の情報と、配線パタン上のパッド情報と、配線パタン上のスルーホール情報と、配線パタンの結線情報と、基板上の搭載部品の実装位置情報と、部品の種類情報と、部品の種類に応じた定格情報と、部品形状情報と、部品の端子情報と、基板上のシルクラインの位置情報と、基板上のレジスト位置情報とを含み、前記基板面の情報は、基板の部品面とはんだ面の区分を含み、前記配線パタン上のパッド情報は、パッドの基板上の座標位置情報を含み、前記配線パタン上のスルーホール情報はスルーホールの基板上の座標位置情報を含み、前記配線パタンの結線情報は前記パッド情報やスルーホール情報で定義されたパッドやスルーホール間の結線情報を含み、前記基板上の搭載部品の実装位置情報は部品の種類と、部品の基板上の配置座標情報を含み、前記部品種類情報は、当該部品が、論理部品、ダイオード、抵抗、コンデンサ、インダクタ、その他の部品のいずれかであるかの区分を含み、前記部品の種類に応じた定格情報は、部品が抵抗の場合は抵抗値、部品がコンデンサの場合は静電容量の情報とを含み、前記部品形状情報は、部品のある点を原点とした座標による外形情報とを含み、前記部品の端子情報は当該部品の端子が、基板上のいずれのパッドあるいはスルーホールとの結線情報とを含み、前記基板上のシルクラインの位置情報は、シルクラインの基板上の座標位置情報を含み、前記基板上のレジスト位置情報は、レジストの基板上の座標位置情報を含み、前記外部指示情報は、実行モード情報と、ショート故障情報と、測定除外情報とを含み、前記実行モード情報は、オープン故障と、ショート故障と、アナログ部品特性との各々のテストデータ作成の有無を指示する情報を含み、前記ショート故障情報は、ショート故障を仮定する最大パッド間距離と、各パッドに関係するショート故障の仮定を前記パッドから最も近い距離にあるパッドとの間に限るか否かの指示情報とを含み、測定除外情報は、測定ポイントの対象から除外する基板上の座標または前記基板情報における部品の実装位置情報を含み、各パッドまたはスルーホールの座標位置の測定可否を前記部品形状情報または前記基板上のシルクラインの位置情報または前記基板上のレジスト位置情報が示す被覆範囲から外れた距離によって判定し、前記実行モード情報にオープン故障のテストデータ作成指示がある場合には、前記配線パタンの結線情報と、測定可能な座標位置の情報とから導通を確認するテストデータを作成し、前記実行モード情報にショート故障のテストデータ作成指示がある場合には、各パッドと、前記パッドから前記ショート故障情報に従った故障仮定対象になる位置にあるパッドとについてパッド間のショートがないこと確認するテストデータを作成し、前記作成にあたっては、前記パッドの何れかの座標位置が測定可能ではない場合には結線された測定可能な代理測定座標を用い、かつ前記パッド間に結線された部品に部品種類が抵抗またはインダクタであるものが存在する場合には作成を抑止し、前記実行モード情報にアナログ部品特性のテストデータ作成指示がある場合には、各部品について、部品種類が抵抗である場合には前記部品に属する２つのパッド間の抵抗値を測定するデータを、部品種類がコンデンサである場合には前記部品に属する２つのパッド間の静電容量値を測定するデータを作成し、前記作成にあたっては、前記パッドの何れかの座標位置が測定可能ではない場合には前記パッドに結線された測定可能な代理測定座標を用い、前記パッドに複数の部品が結線されている場合は前記複数部品の定格情報を用いて前記パッド間における合成値を測定の期待値とすることを特徴とする基板テスト方式。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプリント基板用テスタのうち、フィクスチャを必要としない移動プローバを用いた基板テストの技術に属する。
【背景技術】
【０００２】
移動プローバは基板に対して固定されていない複数のテストプローブを装備したテスタである。測定箇所と測定方法を記述したテストデータを移動プローバに与えると、基板上のパッドや部品の端子にプローバをコンタクトさせてテストを行う。移動プローバは基板品種毎にテスト治具（以下フィクスチャ）を用意する必要が無いので初期投資額を抑えられる利点がある一方、少数のプローバで逐次テストするためにテスト時間が長くかかる問題がある。テストデータの作成方法は、人手で作成する方法や、基板の設計データより測定ポイントを網羅的に抽出して作成する方法や、基板の設計データを元に基板の特定部分についての測定ポイントを抽出して作成する手法が採られていた。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１３１３６４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
人手による測定ポイント作成は工数がかかるばかりでなく、測定漏れが発生するなどテスト品質が低いという問題がある。また、基板設計データより測定ポイントを網羅的に求める手法は測定ポイントが冗長になり、テスト時間が増大するという問題があった。テスト時間を削減するために網羅的に求めた測定ポイントから人手で有効な測定ポイントのみを選択する場合でも、テスト品質を確保するためのデバッグ工数は大きい。また、配線の状況や部品外形等が多様であり、これらを考慮して必要な検出率を確保した上で、最小限のテストデータを得ることが課題となっていた。また基板の設計データを元に特に配線が込み入った部分等の特定部分についての測定ポイントを抽出する場合は、測定範囲の指示を誤ると冗長な測定ポイントを出力する場合があった。
【０００５】
本発明の目的は、テスト時間が短くテスト品質の良い移動プローブテスト用のテストデータを作成するシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するため、基板の設計データの基板情報と外部制御情報とに与えられた以下に示す情報から、品質の良い最低限の測定ポイントの選択を最低限の人手介入で実現したものである。
プローブ可否の認識：
（１）搭載部品の外形情報を備え、搭載部品の実装位置から外形範囲内の領域を把握できるようにし、搭載部品の外形範囲内はプローブ不可領域と判断する。
（２）基板情報にレジスト情報を備え、基板上のレジスト貼付箇所を把握できるようにし、レジストが貼付された場所はプローブ不可領域と判断する。
（３）基板情報にシルクライン情報を備え、基板上のシルクライン描画箇所を把握できるようにし、シルクラインが描画された場所はプローブ不可領域と判断する。
測定ポイントの選択（代理測定ポイントの選択を含む）：
オープン故障テスト向け測定ポイントの選択手段は以下である。
（１）基板情報に配線パタン上のパッド位置とスルーホール位置の情報を備え、各ポイントが少なくとも一度は測定ポイントとして選ばれるようにする。但し求めた測定ポイントがプローブ不能領域に含む場合は、同一結線上の別のプローブ位置を測定ポイントとする。
ショート故障テスト向け測定ポイントの選択手段は以下である。
（１）搭載部品の端子情報を備え、端子間距離を把握できるようにし、また別途指示した外部制御情報のショート故障テスト対象ピンピッチから、ショート故障テストの対象範囲を認識し、部品のある端子位置を基準としてショート故障テストの対象範囲に入る他の端子グループのうち、距離の最も近い端子のグループとの間を測定ポイントとする。また、別途外部制御情報により、部品のある端子を基準として、ショート故障テストの対象範囲に入る他の全ての端子との間を測定ポイントとすることもできる。但し求めた測定ポイントがプローブ不能領域に含む場合は、同一結線上の別のプローブ位置を測定ポイントとする。
アナログ部品の特性テスト期待値の算出：
（１）搭載部品の特性情報を備え、搭載部品がアナログ部品で基板上に並列に結線されているとき、部品の特性情報を結線内容に応じた合成値で示す。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、移動プローブ向け基板テストデータを基板の設計データより自動的に作成でき、かつ多くの測定候補ポイントから効率の良い測定ポイントを選択することができるため、テストデータ作成工数を低減しつつ、テストデータ量を減らすことができる。またテストデータ量が減ることによりテスト時間も短縮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明のシステム構成の例を図１に示す。
本実施例は、基板上の結線情報や搭載部品の情報を含んだ基板情報１０と、本システムの動作を外部より制御するための外部制御情報２０と、基板情報１０と外部制御情報２０とから基板上のプローブ可能な箇所と測定ポイントの選択基準などの情報を抽出し、プローブ可能で故障検出に効果的な基板上の座標位置を測定ポイントとして選択する、測定ポイント選択部３０と基板情報１０と外部制御情報２０とからアナログ部品の特性と結線情報を抽出し、測定結果の期待値を算出する期待値算出部４０と、測定ポイント選択部３０と期待値算出部４０から出力された移動プローバ向けのテストデータ５０と、移動プローバ６０とから成り立っている。以下、上記システム要素を個別に説明する。
【０００９】
まず、基板情報１０の詳細を、図２を用いて説明する。
基板情報１０には、結線情報１００と部品情報１１０が含まれている。
【００１０】
結線情報１００のデータ構造は、結線のインデックスであるネット名（１０１）、部品面とはんだ面のいずれかを示す区分データ（１０２）、当該箇所がパッドかスルーホールのいずれかを示す区分データ（１０３）、当該パッド／スルーホールの基板上の座標データ（１０４）、当該パッド／スルーホールの形状（１０５）、当該パッド／スルーホールの基板上の外形座標データ（１０６）、当該パッド／スルーホールに接続されている部品のロケーションデータ（１０７）と、部品のピン名称（１０８）とから成り立っている。これらの結線情報により、同一ネット名を持つパッド／スルーホールが基板上で結線されていることを認識できる。
【００１１】
部品情報１１０のデータ構造は、基板上の部品の搭載場所を示す部品ロケーション（１１１）、当該部品が、抵抗／コンデンサ／ダイオード／クリスタル／インダクタ／ＩＣ／コネクタ／その他部品のいずれかであるかの区分データ（１１２）、当該部品の抵抗値、静電容量を示す部品特性データ（１１３）、当該部品の基板上の外形座標データ（１１４）とから成り立っている。これらの部品情報１１０を参照することで、当該部品の種類や抵抗値等の特性値を認識できる。
また、結線情報１００のパッド／スルーホール座標１０４と、対応する部品情報１１０の部品の外形座標１１４を参照することで、当該パッド／スルーホールが搭載部品に覆われているかを認識できるので、当該パッド／スルーホールがプローブ可能かどうか判断できる。
【００１２】
レジスト情報１２０は基板上のレジストの貼付位置情報を示すもので、部品面とはんだ面のいずれかを示す区分データ（１２１）、レジスト貼付の無い箇所の形状データ（１２２）と座標データ（１２３）とから成り立っている。
【００１３】
シルクライン情報１３０は、基板上のシルクラインの位置情報を示すもので、部品面とはんだ面のいずれかを示す区分データ（１３１）、シルクラインの形状データ（１３２）と座標データ（１３３）とから成り立っている。これらレジスト情報１２０とシルクライン情報１３０は、いずれも当該パッド／スルーホールがプローブ可能かどうかの判断材料に使用できる。
【００１４】
次に、外部制御情報２０の詳細を図３を用いて説明する。
外部制御情報２０には実行モード情報２００、ショート故障情報２１０、測定除外情報２２０が含まれている。
【００１５】
実行モード情報２００のデータ構造は、各種基板テストデータの作成有無の指示情報（２０１〜２０３）から成り立っている。
【００１６】
ショート故障情報２１０のデータ構造は、ショート故障テストを実施する測定範囲をパッド間の距離で示した測定範囲データ（２１１）、範囲内の測定ポイントのうち、距離が最も短いポイントのみをテスト対象とするかどうかを切り替えるための実行モード指示データ（２１２）とから成り立っている。これらショート故障情報の利用方法については後で詳しく述べる。
【００１７】
測定除外情報２２０は、何らかの理由から基板上にテスト対象にしたくない箇所がある場合に任意の場所を対象外にするための情報で、データ構造は対象外にする座標を直接指示する測定除外座標（２２１）と、部品のロケーションを指示する測定除外ロケーション（２２２）とから成り立っている。
【００１８】
次に、測定ポイント選択部２０の詳細を図４、５、６を用いて説明する。
図４は測定ポイント選択部の全体処理を示している。処理３０２と３０３において、プローブしない（あるいはできない）座標を認識しておき、後述する各テストデータ向けの測定ポイント選択処理で利用する。処理３０４にて外部制御情報を読み取り、作成するテストデータの種類を取得して、データの種類に応じた選択処理を実施する。本実施例ではオープン故障テストとショート故障テスト向けの測定ポイントの選択方法を述べる。なおアナログ部品の特性テスト向け測定ポイントの選択については、部品情報１１０と基板情報から容易に導き出せるので特に説明しない。
【００１９】
まず図５を用いて、オープン故障テスト向けの測定ポイントの選択方法を述べる。なおオープン故障とは、配線の断線故障のことである。処理４０２で結線情報１００からパッド／スルーホール座標１０４を１ポイント抽出し、処理４０３で当該座標がプローブ可能かどうかを、先述したプローブ可否情報によって判断する。仮にプローブできない場合は、別のパッド／スルーホールを選びなおす（処理４０３，４０４，４０２）。処理４０３でプローブ可能な場合は、同一ネット名の、別のパッド／スルーホールを抽出し、同様にプローブ可能かを判定し、プローブ可能な場合は先に選択した座標と共に、２点の座標を測定ポイントとして出力する（処理４０６）。一度測定ポイントとして出力した座標は、片方の座標を残して、他の片方を測定ポイント候補よりはずし、これ以降測定ポイントとして扱わないようにする（処理４０８で）。同一ネット名で他の未処理のパッド／スルーホール座標を抽出し、同様に同一ネット上の全てのパッド／スルーホールを処理して処理を終了する。これらの処理を全ての結線グループについて実施する。
【００２０】
たとえば図６のような同一ネット上に５箇所のパッドがある場合は、ケース１、２のように最低４回の測定が必要である。また、４５１、４５５の測定ポイントのみで４５１−４５２間、４５２−４５４間、４５４−４５５間のテストができるようにもみえるが、仮に４５１−４５５間がショートしている場合に４５１−４５２間、４５２−４５４間、４５４−４５５間のオープン故障が検出できなくなる。ちなみにケース２の場合で４５１−４５５間がショートしている場合は、唯一４５１−４５２間のオープン故障をのみ検出できないが、４５１−４５５間がショートしているので機能的には問題はない。
【００２１】
次に図７を用いて、ショート故障テスト向けの測定ポイントの選択方法を述べる。ショート故障とは、本来電気的に絶縁している箇所が、はんだ漏れなどの原因から短絡して導通してしまう故障である。処理５０２においてショート故障情報２１０より、ショート故障テストの対象とする測定範囲２１１を読み出す。処理５０４、５０５、５０３にて測定ポイントの原点を選択し、処理５０７、５０８、５０９において測定範囲内の測定ポイントを選択する。測定範囲は図８における円に相当し、部品５５０の５５１ピンのショート故障テストをする際に、５５１ピンからどれだけの範囲内についてテストするかを指示する情報である。範囲が広いほどテスト候補が増え測定ポイント数が増える。本発明におけるショート故障テスト方式は、測定範囲内の測定ポイント候補のうち、一番近いものを測定ポイントとして採用する（処理５０９）。これは一般的なショート故障の多くが部品搭載時のはんだもれにより発生することに起因しており、この場合原点のパッドにより近い間隔のパッドとの間が正常なのにかかわらず、原点よりより遠いパッドとの間でショート故障を生じる可能性は低い。図８では、５５４ピンが測定範囲に入っているが、測定ポイントには採用しない。尚、測定範囲内実行モード２１２によって、範囲内の一番近いポイントのみを採用するか、全ての範囲内のポイントを採用するかを切り替えられる。
処理５１０、５１１にて、測定ポイントの原点と範囲内測定ポイントとが抵抗などの導通性をもつ同一部品のピンかどうかを調べているが、これは、もしそうであるならばもともと導通する部品なので、ショートテストを実施する必要がないからである。たとえば図９のチップ抵抗部品の場合、測定ポイント原点５６０からの測定範囲に同一部品ピンである５６２ピンが含まれている。５６０−５６２間のショートテストを実施すると、抵抗は導通部品なのでショート故障にみえてしまい、テスト結果を誤まってしまう。これらの導通部品のテストは別途部品特性のテストを実施するので、ショート故障テストをしなくても問題はない。処理５１３で測定ポイント原点と測定ポイント候補点を、ショート故障テスト向け測定ポイントとして出力する。以上を全てのパッドについて同様に処理し、処理を終了する。
【００２２】
図１０はＢＧＡパッケージ等でピンが部品の下に隠れてプローブできない場合の対応策の例である。
５７０はＢＧＡパッケージ部品で、パッケージピン５７１が基板５７２と部品５７０の間に隠れるため、そのままではショート故障テストができない。そこで基板設計時に、５７４に示すようなスルーホールを挿入し、基板の裏側のパッド５７３まで引き出しておく。パッド５７３のパッド間隔をＢＧＡパッケージピンのピン間隔と等しくしておけば、測定ポイント選択時に特に意識しなくてもパッド５７４に対するショート故障テスト向けの測定ポイントを選択できる。
【００２３】
次に、期待値算出部４０の詳細を図１１を用いて説明する。期待値算出部は、アナログ部品特性テスト向けの、テスト結果の期待値（正常値）を算出する部位である。基板上にアナログ部品が単独で実装されている場合は処理６０４のように当該部品の特性を部品情報１１０より取り出して処理を終了する。
しかし当該部品に対して並列に他の部品が接続されていると特性が変化するので、テスト結果を誤ってしまう。処理６０２、６０３、６０５のように当該部品の結線情報を読み出して並列部品の有無を確認し、並列部品が存在する場合は、部品の種類に応じた合成値を計算し、期待値として出力する。たとえば抵抗値の場合なら、合成抵抗値＝１／（１／Ｒ１＋１／Ｒ２＋...１／Ｒｎ）となる（Ｒｎは各抵抗部品の抵抗値）。これらの処理を、全てのアナログ部品について実行し処理を終了する。
【００２４】
本実施例によれば、基板情報や部品情報より測定ポイントの候補点を求めているので、測定漏れがなく、テスト品質を上げる効果がある。
また本実施例によれば、テスト種類に応じて、最低限の測定ポイントを選択しているので、テストデータ量を少なく抑え、結果的にテスト時間を短縮する効果がある。
また本実施例によれば、ＢＧＡパッケージ部品などの利用によりプローブできないパッドに対して、基板にあらかじめスルーホールによる代理の測定箇所を適切に作成しておくことで、間接的にショート故障テストができ、テスト品質を上げる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明のシステム構成を示す図である。
【図２】本発明で参照する基板情報のデータ構造を示す図である。
【図３】本発明で参照する外部制御情報のデータ構造を示す図である。
【図４】本発明の測定ポイント算出部の全体フローチャートである。
【図５】本発明のオープン故障テスト向け測定ポイント算出部のフローチャートである。
【図６】ショート故障テスト向け測定ポイント算出方法の補足説明図である。
【図７】本発明のショート故障テスト向け測定ポイント算出部のフローチャートである。
【図８】ショート故障テスト向け測定ポイントの算出方法の補足説明図である。
【図９】ショート故障テスト向け測定ポイントの算出方法の補足説明図である。
【図１０】ショート故障テスト向け測定ポイントの算出方法の補足説明図である。
【図１１】本発明のアナログ部品特性テスト向け期待値算出部のフローチャートである。
【符号の説明】
【００２６】
１０  基板情報
２０  外部制御情報
３０  測定ポイント算出部
４０  期待値算出部
５０  移動プローバ用テストデータ
６０  移動プローバ
１００〜１０８  結線情報
１１０〜１１４  部品情報
１２０〜１２３  レジスト情報
１３０〜１３３  シルクライン情報
２００〜２０３  実行モード情報
２１０〜２１２  ショート故障情報
２２０〜２２２  測定除外情報
４５１〜４５５  パッド
５５０  部品本体
５５１〜５５４  部品ピン
５６０〜５６４  チップ抵抗のピン
５７０  ＢＧＡパッケージ部品
５７１  ＢＧＡパッケージ部品のピン
５７２  基板
５７３  はんだ面側のパッド
５７４  スルーホール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005326193.tif 000009
【図８】
2005326193.tif 000010
【図９】
2005326193.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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